研究生課程“酶工程原理”課程思政教學(xué)模式探討與實(shí)踐

王榮春 *，程翠林 ，張英春 ，馬鶯，盧衛(wèi)紅

1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)醫(yī)學(xué)與健康學(xué)院（哈爾濱 150001）；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄭州研究院（鄭州 450000）；3.哈爾濱工業(yè)大學(xué)重慶研究院（重慶 400000）

在2016年末全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上，習(xí)近平總書記提出“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個(gè)根本問題。要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”[1]。高校教師肩負(fù)著對(duì)未形成完善世界觀、價(jià)值觀的青年學(xué)生進(jìn)行思想政治教育、知識(shí)傳授、指導(dǎo)研究的任務(wù)。教師要充分發(fā)揮課堂教學(xué)這個(gè)加強(qiáng)思想政治教育親和力和針對(duì)性的主渠道，滿足學(xué)生思想成長(zhǎng)發(fā)展需求。除了基礎(chǔ)的大學(xué)生思想政治教育課程，專業(yè)課也同樣可以融入思政因素，使專業(yè)知識(shí)與思想政治教育課協(xié)同進(jìn)行。課程思政既富與拓展了思想政治的教育概念，又提升專業(yè)課教學(xué)的內(nèi)涵，豐富了課程的發(fā)展路徑，實(shí)現(xiàn)“立德樹人”為根本的教育目標(biāo)。在專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程、專業(yè)選修課程中，教師可以在課程建設(shè)及教學(xué)中以馬克思主義為指導(dǎo)，深入學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義教育思想，在知識(shí)傳授中注重強(qiáng)調(diào)價(jià)值引領(lǐng)，善于挖掘各類思想政治教育元素并融入教學(xué)各環(huán)節(jié)。

該論文的目的是從研究生專業(yè)課“酶工程原理”中挖掘思想政治教育元素，在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)融入思政教育內(nèi)容，達(dá)成立德樹人的教育目標(biāo)。

1 “酶工程原理”課程思政教學(xué)模式探討

“酶工程原理”是哈爾濱工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)研究生的一門選修課，課程應(yīng)用性強(qiáng)、涉及面廣，涵蓋食品科學(xué)、營(yíng)養(yǎng)健康、診斷醫(yī)療等方面。課程的目的在于通過對(duì)酶工程原理基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)及前言科學(xué)研究的了解，使學(xué)生能夠掌握和了解現(xiàn)代酶學(xué)在研究、開發(fā)及生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，從而開拓思路，為今后的學(xué)習(xí)與工作打下基礎(chǔ)。

“酶工程原理”這一課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生對(duì)能酶學(xué)發(fā)展、氧自由基與酶、酶與細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、酶的定向進(jìn)化、人工模擬酶、偶聯(lián)酶分析中的技術(shù)、核酶、酶的抑制劑等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行深入系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。同時(shí)使了解我國(guó)在酶工程領(lǐng)域的“長(zhǎng)處”與“短板”；正確看待自身長(zhǎng)處和欠缺，既不盲目自信也不過于自卑；幫助學(xué)生樹立正確的人生觀與價(jià)值觀；培養(yǎng)、督促學(xué)生培養(yǎng)并具備站在專業(yè)的高度去看問題、解決問題的思維意識(shí)和能力。以“潤(rùn)物細(xì)無聲”的方式教育給學(xué)生，將辯證地看問題；冷靜地處理問題，認(rèn)真地對(duì)待專業(yè)等“正能量”思想傳遞；進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生愛專業(yè)、愛他人、愛社會(huì)的人生態(tài)度，強(qiáng)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和歷史責(zé)任感。

1.1 思政元素設(shè)計(jì)

在教學(xué)活動(dòng)中嘗試將課程思政引入“酶工程原理”課程教學(xué)中，在課堂教學(xué)中多處引入思想政治元素，大到國(guó)情懷，小到業(yè)學(xué)習(xí)態(tài)度、情緒管理等。共同回顧歷史，可以是“一個(gè)圖片、一段故事”的思政教育，也可以是一個(gè)政治教育的植入，在不增加學(xué)時(shí)、不減少專業(yè)知識(shí)講授的情況下自然融入。

酶工程原理的課程內(nèi)容可分為偏基礎(chǔ)理論的教學(xué)內(nèi)容和傾向應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容，共10章。偏理論基礎(chǔ)的部分包括氧自由基與酶、酶與細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、核酶、蛋白質(zhì)降解與酶；偏應(yīng)用的章節(jié)包括酶的化學(xué)修飾、酶的定向進(jìn)化、人工模擬酶、酶偶聯(lián)分析技術(shù)、酶的抑制劑。在偏基礎(chǔ)理論的章節(jié)，思政元素側(cè)重對(duì)學(xué)生端正的科研態(tài)度與學(xué)生歷史責(zé)任感的塑造，同時(shí)弘揚(yáng)我國(guó)的歷史文化，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。在偏應(yīng)用的章節(jié)，思政元素側(cè)重對(duì)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)和職業(yè)道德的強(qiáng)化。

1.1.1 課程思政元素一：核酶的發(fā)現(xiàn)

在酶學(xué)的歷史上，自1926年Summer獲得刀豆的脲酶結(jié)晶，并確定其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)以來，在約60年的時(shí)間里，人們普遍認(rèn)為酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。雖然在1968年Francis Crick在奇論文《基因密碼的起源》中提到可能第一個(gè)酶是具有復(fù)制能力的RNA，但人們并未過多關(guān)注。直到1982年Cech T.及其同事在研究四膜蟲時(shí)發(fā)現(xiàn)，四膜蟲的26 S rRNA的前體在沒有蛋白質(zhì)的情況下能專一地催化寡聚核苷酸底物的切割與連接，具有分子內(nèi)催化活性。在1983年，Altman S.等發(fā)現(xiàn)大腸桿菌的核糖核酶P的蛋白質(zhì)部分被除去后，在體外高濃度Mg2+存在下，留下的RNA部分具有與全酶相同的催化活性[2]。2位學(xué)者的工作都證明酶的化學(xué)本質(zhì)不一定都是蛋白質(zhì)，也可以是核酸。

核酶的發(fā)現(xiàn)過程說明科學(xué)概念是幫助人們認(rèn)識(shí)和掌握自然現(xiàn)象之網(wǎng)的紐結(jié)，但這些概念是科學(xué)實(shí)踐的產(chǎn)物，隨著科學(xué)實(shí)踐的不斷發(fā)展，科學(xué)概念的內(nèi)涵和外延在不斷地生變化。對(duì)待科研的態(tài)度應(yīng)該是實(shí)事求是，勇于打破固守陳規(guī)；科研的過程應(yīng)該大膽假設(shè)，小心求證。

1.1.2 課程思政元素二：機(jī)體中氧化與抗氧化的辯證關(guān)系

在“氧自由基與酶”章節(jié)，傳遞給學(xué)生關(guān)于氧化與抗氧化的系統(tǒng)知識(shí)。健康機(jī)體處于氧化和抗氧化的動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)之中，氧化是對(duì)機(jī)體供能，抵抗外界病原體等生理生化過程是必須的，也是至關(guān)重要的。但氧化過程不可避免會(huì)產(chǎn)生自由基，而自由基會(huì)對(duì)生物大分子無差別的進(jìn)行攻擊，改變大分子的結(jié)構(gòu)，從而影響大分子的生物功能。機(jī)體應(yīng)對(duì)這部分自由基，有三道防線，分別是細(xì)胞的微結(jié)構(gòu)有利于對(duì)自由基的隔絕；有細(xì)胞內(nèi)的大量酶（超氧化物歧化酶、過氧化物酶、谷胱甘肽過氧化物酶等）應(yīng)對(duì)自由基；抗氧化物的攝入有利于減弱自由基對(duì)機(jī)體的傷害。這些知識(shí)告訴我們事物具有辯證關(guān)系，機(jī)體的平衡對(duì)機(jī)體健康至關(guān)重要。年輕時(shí)，機(jī)體內(nèi)各種酶處于表達(dá)量和活力的平衡狀態(tài)，攝入抗氧化劑并不是必須的。但隨著人年齡的增加，酶表達(dá)量的降低，氧化和抗氧化失衡，帶來與衰老相關(guān)的問題，適當(dāng)?shù)臄z入抗氧化活性物質(zhì)，如維生素C、花青素、番茄紅素等有利于機(jī)體的抗衰老。

中國(guó)即將面臨老齡化社會(huì)，機(jī)體內(nèi)的氧化作用是衰老的主要原因之一。通過章節(jié)學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生開發(fā)抗氧化的保健食品，指導(dǎo)學(xué)生的飲食管理。同時(shí)作為食品行業(yè)的后備人才，學(xué)生也肩負(fù)開發(fā)有益于他人健康的功能性食品，也承擔(dān)著對(duì)他人健康教育的責(zé)任。緩解老齡化社會(huì)問題是食品科學(xué)與工程學(xué)科學(xué)生講來要承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，通過該章的學(xué)習(xí)使學(xué)生意識(shí)到我國(guó)人口老齡化所帶來的社會(huì)健康問題，同時(shí)增強(qiáng)自己的社會(huì)責(zé)任感，憂國(guó)家之憂，慮民族之慮。

1.1.3 課程思政元素三：青霉素的發(fā)現(xiàn)

以青霉素為例，導(dǎo)入酶的抑制劑的教學(xué)內(nèi)容。人類與細(xì)菌、病毒對(duì)抗的歷史悠久，直到20世紀(jì)40年代，人類都未能找到有效工具對(duì)抗由于細(xì)菌或病毒。Alexander Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素，Howard Florey和Ernst Chain實(shí)現(xiàn)青霉素的批量化生產(chǎn)。在這些研究成果的推動(dòng)下，挽救了二戰(zhàn)中大量戰(zhàn)士的生命，也加速了盟軍的勝利。青霉素是酶抑制劑的典型例子，至今仍然作為最主要的一類抗生素在臨床上廣泛應(yīng)用。青霉素的發(fā)現(xiàn)改變了人類的命運(yùn)[4]。同時(shí)青霉素也開啟人類對(duì)大量利用酶抑制劑來治療病原體的研究，而現(xiàn)代很多醫(yī)藥及生物活性物質(zhì)均是酶的抑制劑。面臨新型冠狀病毒肆虐的當(dāng)下，我國(guó)學(xué)者在包括中醫(yī)中藥等多個(gè)方向?qū)ふ铱捎行б种菩鹿诓《镜乃幬锍煞?，并且取得較好的效果。研究的出發(fā)點(diǎn)則是尋找可以抑制新冠病毒中關(guān)鍵酶的抑制劑劑，如3CL蛋白酶抑制劑和RNA聚合酶抑制劑等。

通過知識(shí)的講授，引導(dǎo)學(xué)生懂得先輩科研工作者的奮斗是后人美好生活的保障。同時(shí)了解自己身上的責(zé)任，作為研究生，應(yīng)該以服務(wù)社會(huì)，服務(wù)國(guó)家乃至人類而奮斗?？蒲袘?yīng)以改善人類生存條件，生存質(zhì)量為目的。并隨著人類面對(duì)不同的問題應(yīng)不斷更新知識(shí)體系，開發(fā)新的技術(shù)?，F(xiàn)階段，由于交通、通訊技術(shù)的發(fā)展，人類已不可避免的成為“地球村”，沒有那個(gè)國(guó)家在面臨新冠病毒時(shí)可獨(dú)善其身。人類命運(yùn)共同體是客觀的存在。作為中華民族的子孫，應(yīng)大局觀，立足于社會(huì)、國(guó)家乃至全人類。

1.2 課程思政的教學(xué)設(shè)計(jì)——以“納米酶”為例

思政元素的挖掘與搜集是課程思政的基礎(chǔ)，但將思政元素與課程所要傳授的知識(shí)內(nèi)容自然地融合則需要良好的教學(xué)設(shè)計(jì)，以“納米酶”章節(jié)為例，闡釋如何將思政元素與知識(shí)體系進(jìn)行融合。

為適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)，科學(xué)以提高酶的穩(wěn)定性和活性，降低成本為目的，通過化學(xué)合成和半合成方法制備人工模擬酶，通過用有機(jī)復(fù)合物，如環(huán)糊精、冠醚、卟啉等。隨著納米科學(xué)的發(fā)展，由我國(guó)科學(xué)家閻錫蘊(yùn)院士團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)無機(jī)納米材料Fe3O4本身具有類似辣根過氧化物酶活性，而辣根過氧化物酶本身就是應(yīng)用非常廣發(fā)的金屬酶。納米酶作為一類新的模擬酶，成為多學(xué)科交叉的研究熱點(diǎn)[3]。通過這個(gè)例子，讓學(xué)生了解我國(guó)不僅對(duì)微生物、酶的利用的歷史悠久，且在科技蓬勃發(fā)展的今天，我國(guó)的科研工作者依然在各個(gè)領(lǐng)域做出卓越貢獻(xiàn)，值得為之驕傲，并以其為楷模，為祖國(guó)的科研奮斗。

這一章節(jié)內(nèi)容經(jīng)過課堂設(shè)計(jì)，其流程圖見圖1。內(nèi)容主要圍繞著納米酶這一熱點(diǎn)技術(shù)展開，使學(xué)生對(duì)科研熱點(diǎn)問題有所了解，通過對(duì)納米酶的發(fā)現(xiàn)過程及納米酶的分類、特征等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，了解這一擁有廣闊應(yīng)用前景的新技術(shù)。課堂除教師教授外，還有學(xué)生的小組討論，彼此合作交流等授課方式。

圖1 納米酶教學(xué)設(shè)計(jì)流程圖

章節(jié)內(nèi)容的導(dǎo)入（講解約5 min）。以復(fù)習(xí)及提問相結(jié)合，回顧酶學(xué)的發(fā)展歷程為導(dǎo)語，在酶學(xué)的歷史上，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)鮮見我國(guó)科學(xué)工作者的身影，而納米酶是我國(guó)學(xué)者首創(chuàng)的研究領(lǐng)域，這表示我國(guó)在酶學(xué)領(lǐng)域科研實(shí)力的增強(qiáng)。

納米酶的發(fā)現(xiàn)（講解約10 min），2007年，我國(guó)科學(xué)家閻錫蘊(yùn)院士組發(fā)現(xiàn)無機(jī)納米材料Fe3O4本身具有內(nèi)在類似辣根過氧化物酶的催化活性，其催化效率和作用機(jī)制與天然酶相似。以視頻形式，讓學(xué)生收看一段閻院士的講話，將我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)家的執(zhí)著精神與愛國(guó)情懷傳遞給學(xué)生，增加學(xué)生的自豪感也提高學(xué)生的責(zé)任感。

納米酶的特征（講解約20 min），以文獻(xiàn)為例，啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)納米酶特征。調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。納米酶兼具酶和納米材料的“雙重身份”，區(qū)別于天然酶和傳統(tǒng)模擬酶，其最大的特征是除了具有催化功能之外，還具有納米材料獨(dú)特的物理和化學(xué)特性。納米酶的催化反應(yīng)，如同天然酶一樣，依賴于pH、溫度和底物濃度。納米酶的分類（講解約10 min）以啟發(fā)教授為主介紹納米酶的分類。

納米酶的應(yīng)用（講解約20 min，學(xué)生討論10 min）教師先舉例，介紹納米酶的應(yīng)用，如研究人員在磁納米粒的表面偶聯(lián)抗體分子，使其成為既識(shí)別腫瘤，顯色腫瘤的納米探針，獲得與傳統(tǒng)的HRP 酶標(biāo)抗體的免疫組化方法相類似的結(jié)果。再如比色法是檢測(cè)葡萄糖濃度的常規(guī)方法，其原理是通過雙酶聯(lián)用體系—辣根過氧化物酶和葡萄糖氧化酶—所產(chǎn)生顏色反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的。然后讓學(xué)生討論納米酶潛在的應(yīng)用方向。以健康中國(guó)這一國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略為導(dǎo)向，鼓勵(lì)學(xué)生開多思路，專注與科研，為我國(guó)這一戰(zhàn)略目標(biāo)而努力。

1.3 授課方式的多樣化與考核方式的探討

1.3.1 授課方式的多樣化

講課過程中通過回顧酶學(xué)在中國(guó)歷史上的應(yīng)用（如酒文化、中醫(yī)藥），啟發(fā)學(xué)生提煉我國(guó)歷史上在該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，增加民族自豪感。強(qiáng)調(diào)我國(guó)近代對(duì)酶學(xué)研究領(lǐng)域的重大貢獻(xiàn)，如納米酶，鼓舞學(xué)生科研的斗志。通過新聞分享與學(xué)生討論相結(jié)合，和學(xué)生一起討論與酶學(xué)相關(guān)的研究熱點(diǎn)新聞，引導(dǎo)學(xué)生正確的價(jià)值觀、世界觀，啟發(fā)學(xué)生改變世界，讓世界更美好的社會(huì)責(zé)任感。通過課堂科學(xué)前沿探討，讓學(xué)生掌握該領(lǐng)域的發(fā)展方向，找到中國(guó)該領(lǐng)域的長(zhǎng)處，充分發(fā)揮，了解自己的短板，盡快發(fā)展、補(bǔ)足，避免受制于人。結(jié)合課堂內(nèi)容，選擇時(shí)事新聞，與學(xué)生共同探討，明確學(xué)生將來的社會(huì)責(zé)任與歷史責(zé)任。授課方式包括形象資料、圖片、文獻(xiàn)引用、社會(huì)及國(guó)際新聞引用、小組討論等。多樣的授課方式可以活躍課堂、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，知識(shí)與思想更易被接受。

1.3.2 考核方式的探討

專業(yè)課程的考核標(biāo)準(zhǔn)向思政考核評(píng)價(jià)靠攏。現(xiàn)有的考核標(biāo)準(zhǔn)是“小測(cè)+課堂討論”形式，在此基礎(chǔ)上，增加思政教育元素評(píng)價(jià)模式，了解和檢驗(yàn)思政教育在專業(yè)課程教學(xué)過程中教學(xué)效果。在小測(cè)和討論中增加對(duì)思政教育的考查點(diǎn)，設(shè)敞開題型，如討論科研人員的社會(huì)責(zé)任？對(duì)于某某案例，談?wù)勀愕母惺?。如果你是公司領(lǐng)導(dǎo)者，你會(huì)怎么做？對(duì)于即將面臨的老齡化問題，如何應(yīng)用酶學(xué)知識(shí)進(jìn)行應(yīng)對(duì)等問題。觸發(fā)學(xué)生內(nèi)心，啟發(fā)學(xué)生辯證思考問題，提高其社會(huì)責(zé)任感。同時(shí)，平時(shí)成績(jī)中也加入對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、責(zé)任感的評(píng)估。

2 結(jié)語

立德樹人是研究生的根本任務(wù)，應(yīng)針對(duì)這一根本任務(wù)，深度挖掘“酶工程原理”有價(jià)值的、有教育意義德素材，將其融入課堂教學(xué)中，通過將思政元素與專業(yè)知識(shí)的自然融合，利用課堂這個(gè)主要的育人渠道，增強(qiáng)學(xué)生的歷史、社會(huì)責(zé)任感及端正的科研態(tài)度于日常教學(xué)。